В 1964 году стартовала советская космическая программа "Зонд", целью которой было исследование Луны, а также Венеры и Марса. Программа охватывала период с 1964 по 1970 год и включала как орбитальные, так и посадочные миссии. Это была одна из ранних и наиболее амбициозных программ для изучения планетарных систем за пределами Земли.
Наблюдение за обезьянами в космосе на низкой околоземной орбите: Космическая программа Бион. Подробнее...
Зонд-1, Зонд-2 и Зонд-З были автоматическими межпланетными станциями, имели массу около 950 кг и были снабжены системой астроориентации (по Солнцу, Земле и звезде Канопус).
О них мы расскажем подробнее в следующей статье.
Отметим только, что автоматическая межпланетная станция Зонд-3, стартовавшая 18 июля 1965 года к Луне, передала самые чёткие снимки обратной стороны Луны на Землю.
В лунной гонке 1960-х годов, в СССР запустили две параллельные программы связанные с полетом человека на Луну. Первая программа была сосредоточена на создании лунной ракеты Н1, предназначенной для высадки космонавта на Луну.
Вторая программа была нацелена на окололунные миссии с двумя космонавтами, но без посадки на Луну. Эта программа стартовала в 1965 году и была продолжением программы "Зонд", но вместо автоматической межпланетной станции, был разработан космический корабль, строительство которого началось в 1966 году. Всего было построено 14 космических кораблей, и первые полеты были беспилотными испытаниями. Но, в конечном итоге, в СССР планировали осуществить пилотируемую окололунную миссию.
"Зонд" был по сути модифицированной версией космического корабля «Союз», с удаленным орбитальным модулем для снижения массы. Вместо этого была установлена антенна с высоким коэффициентом усиления и навигационные приборы, предназначенные для поддержки лунных миссий.
После нескольких неудачных запусков в 1967 году, СССР достиг частичного успеха с миссией "Зонд-4".
Зонд-4
2 марта 1968 года стартовала миссия Зонд-4. Это была беспилотная версия космического корабля "Союз 7К-Л1" с экипажем для облета Луны.
Зонд-4 был одним из первых советских экспериментов по совершению окололунных полетов с экипажем.
Основные цели Зонда-4 включали проверку навигации и связи на больших расстояниях, а именно на высокоэллиптической околоземной орбите, сбора данных, тестирование тепловой защиты и оценку системы возвращение спускаемого аппарата на Землю. Это был первый советский космический корабль, оснащенный компьютером Аргон 11, который весил 34 кг.
Зонд-4 был успешно запущен 2 марта 1968 года с космодрома Байконур в Казахстане. После короткого пребывания на околоземной орбите верхняя ступень ракеты «Протон» была включена во второй раз для вывода космического аппарата на высокоэллиптическую орбиту (высота апогея 400 000 км, в перигее 200 км). Чтобы минимизировать влияние лунной гравитации, Зонд-4 был направлен в противоположном направлении от Луны.
9 марта спускаемый модуль отделился и вошел в атмосферу Земли. На этом этапе космический корабль должен был использовать свое вращение для создания аэродинамической подъемной силы, позволяющей выйти из атмосферы и затем совершить мягкую посадку. Однако неисправный датчик астроориентации не позволил правильно выровнять аппарат, который совершил баллистический вход над Гвинейским заливом у побережья Западной Африки. Космический корабль испытал замедление в 20 раз больше земной гравитации, что активировало механизм самоуничтожения, чтобы предотвратить его приземление вне территории СССР и возможного захвата недружественными странами. Он взорвался на высоте 10-15 км, в 180-200 км от африканского побережья в Гвинее.
После нескольких месяцев анализа проблем с Зондом-4 ученые СССР были готовы повторить попытку.
Зонд-5
15 сентября 1968 г. стартовала миссия Зонд-5. На корабле были приборы для измерения радиации, космических лучей, солнечной атмосферы и звезд.
Пассажирами нового пилотируемого лунного корабля Зонд-5 стали две степные черепахи, винные мухи, мучные черви, бактерии, растения, семена.
После 3-дневного путешествия Зонд-5 18 сентября пролетел на высоте 1950 км над обратной стороной Луны и начал свое путешествие обратно к Земле.
На расстоянии около 90 000 километров космический корабль сделал фотографии Земли.
21 сентября Зонд-5 снова вошел в атмосферу Земли, но из-за ошибки системы наведения не смог совершить мягкую посадку на советской территории, вместо этого приводнившись в Индийском океане. Несмотря на проблемы с посадкой, Зонд-5 действительно завершил первую успешную окололунную миссию, благополучно вернув свой биологический груз на Землю. Корабли ВМС США сфотографировали спускаемый аппарат, покачивающийся на воде, пока советские моряки на "Василии Головнине" поднимали его для возвращения в Москву.
Советское судно прибыло в Бомбей (ныне Мумбаи), Индия, 3 октября с Зондом-5. Грузовой транспортный самолет "Антонов-12" доставил космический аппарат в Москву.
Полет Зонда-5 длился 6 дней. За это время черепахи совершили виток вокруг Луны и вернулись на Землю. Хотя по плану Зонд-5 должен был приземлиться в Казахстане, спускаемый аппарат отклонился от курса и в конечном итоге приводнился в Индийском океане. Из-за неполадки биологические образцы подверглись перегрузке 20G. К счастью, черепахи были все еще живы и отправлены в Москву. Позднее выяснилось, что за шесть дней полета они потеряли 10% веса.
Напомним, что первым живым существом, которое полетело в космос, стала собака Лайка в 1957 году. Об этом в нашей статье:
Полет Зонда-5 вызвал беспокойство в США. Предполагалось, что в ближайшем будущем СССР поместят космонавтов на борт следующего Зонда и выполнят первую пилотируемую окололунную миссию.
Это беспокойство усиливал тот факт, что примерно в это же время, американский разведывательный спутник Corona сфотографировал ракету Н-1 на ее стартовой площадке в Байконуре.
Вполне вероятно, что топ-менеджеры НАСА, такие как администратор Джеймс Э. Уэбб, имели доступ к этим данным. Очевидно, что успешная миссия Зонда-5 в сочетании с фотографиями советского лунного ускорителя на стартовой площадке, возможно, способствовали решению США заявить об отправке Аполлон-8 на его окололунную миссию в декабре 1968 года.
Зонд-6
10 ноября 1968 г. Зонд-6 был запущен в полет к Луне. Целью миссии был облёт и фотографирование Луны, измерение радиации, фиксация микрометеоритов. Космический аппарат нес биологическую полезную нагрузку, похожую на Зонд-5.
После трехдневного полета, который включал коррекцию на середине курса для уточнения траектории, 14 ноября 1968 года Зонд-6 прошел на высоте 2420 км над обратной стороной Луны. Во время облета космический корабль сделал фотографии как Земли, так и ближней и дальней сторон Луны.
Однако, когда он приблизился к Земле, начались проблемы. Во время обратного полета, из-за неисправного уплотнения люка аппарат начал терять атмосферное давление. Частичная разгерметизация привела к потере биологического груза.
Для своего возвращения на Землю 17 ноября Зонд-6 использовал новую технику спуска с отскоком. После первоначального входа в атмосферу Земли космический корабль использовал аэродинамический подъемник, чтобы вернуться в космос перед окончательным входом. Этот метод позволял совершить мягкую посадку, не создавая чрезмерных перегрузок на космический корабль и экипаж, который мог бы находиться на борту. Однако, при продолжающейся потере давления внутри спускаемого аппарата и накопления статического электричества, произошел корональный разряд, который привел в действие ракеты мягкой посадки космического корабля и перерезал стропы парашюта, пока он все еще спускался с высоты 5300 метров. Хотя аппарат врезался в землю на высокой скорости, спасателям удалось извлечь контейнеры с пленкой. Также из под обломков были извлечены семена, а животные погибли.
В то время в СССР не раскрыли ни разгерметизацию, ни крушение Зонда-6. Полет объявили успешной окололунной миссией.
Исследовательские биологические миссии СССР на Луну были направленные на изучение возможности полета человека к Луне.
Аполлон-11
А в это время в США, 16 июля 1969 года, к Луне стартовал Аполлон-11, первая миссия, в рамках которой люди, как сообщают официальные источники, высадились на Луну.
Несмотря на то, что СССР признал, что США с Apollo 11 выиграли "лунную гонку", СССР не отказались от своих лунных миссий. Всего через три недели после выхода на поверхность Луны американских астронавтов "Аполлона-11", четыре черепахи были доставлены на Зонд-7, который совершил очередной учебный полет к Луне.
Зонд-7
8 августа 1969 г. СССР запустили беспилотный Зонд-7 на окололунную миссию. Это был тринадцатый запуск прототипа лунного корабля «Союз 7К-Л1», по программе облёта Луны экипажем из двух человек. Космические корабли Зонд были модифицированными кораблями "Союз" без орбитального отсека и были предшественниками запланированных пилотируемых полетов вокруг Луны. Две предыдущие миссии Зонд-5 и Зонд-6, хотя и достигли основной цели - облета Луны и возвращения на Землю, но претерпели значительные аномалии, которые бы серьезно повлияли на космонавтов на борту.
В этой миссии на борту находились четыре черепахи, бактерии, водоросли и семена: горчица, помидоры, морковь, сосна, горох, пшеница и ячмень.
Официально целью миссии был беспилотный облёт и фотографирование Луны, возвращение спускаемого аппарата на Землю с приземлением в заданный район, а также испытание управления аппаратом от бортовой ЭВМ.
11 августа Зонд-7 облетел обратную сторону Луны на расстоянии около 2 тыс. км, и сделал впечатляющие фотографии восхода Земли и Луны.
Зонд-7 вернулся к Земле 14 августа, через 6 дней после старта. Перед входом в атмосферу произошло отделение спускаемого аппарата от приборного отсека. Используя аэродинамическую подъемную силу, спускаемый аппарат совершил управляемый спуск с двумя погружениями в атмосферу, погасил при этом скорость от величины примерно 11 км/сек до 200 м/сек и вышел в район посадки на территории СССР. На высоте 7,5 км была введена в действие парашютная система, а непосредственно перед приземлением включились двигатели и аппарат совершил мягкую посадку недалеко от города Кустанай в Казахстане.
Таким образом Зонд-7 совершил первый по-настоящему успешный полет программы.
Зонд-8
20 октября 1970 г. к Луне стартовал Зонд-8. Официально целью миссии был беспилотный облёт и фотографирование Луны, возвращение спускаемого аппарата на Землю с приземлением в заданный район, а также отработка варианта приземления со стороны Северного полушария. Был установлен детектор солнечного ветра.
В специальной капсуле находились черепахи, мухи, лук, образцы пшеницы, ячменя и микробы.
Зонд-8 также имел фольгированный детектор солнечного ветра площадью 300 см² снаружи кабины.
По окончании программы "Зонд" были опубликованы собранные биологические результаты.
По мнению писателя Брайана Харви, из отчета следовало, что
черепах обследовали на наличие изменений в сердце, жизненно важных органах и крови. После возвращения они были голодны и хотели пить. Они потеряли 10% своего веса. Их мышцы атрофировались, а органы пришли в негодность. Но, по мнению ученых это было связано скорее с длительным отсутствием еды, чем с воздействием от полёта.
В результате радиации в семенах произошли некоторые мутации, но они во многом соответствовали экспериментам на низкой околоземной орбите. Пшеница и ячмень, высаженные впоследствии в землю, росли лучше, чем контрольные образцы, очевидно, из-за воздействия космической радиации.
Путешествие вокруг Луны стимулировало лук, но у ячменя и сосны наблюдались хромосомные аберрации. В целом дозы радиации находились в допустимых пределах, не представляли опасности для космонавтов и существенно не отличались от условий на околоземной орбите.
Средний уровень дозы миссий составил 3,5 миллирад, большая часть которой была получена во время прохождения через радиационные пояса. В коллекции фольги был обнаружен солнечный ветер, в основном гелий.
"...во многом соответствовали экспериментам на низкой околоземной орбите...". А в чем-то и не соответствовали, но об этом не принято говорить.
Напомним, что Брайан Харви - американский писатель и телеведущий, не мог ставить под сомнение полеты американцев на Луну. Да и советские/российские ученые молчат.
Почему же в СССР для космических полетов выбирали черепах?
В Советском Союзе для космических экспериментов в 1960-х и 1970-х годах часто использовали степных черепах (Testudo graeca) по нескольким причинам:
Физиологические особенности черепах
- Устойчивость к радиации: Степные черепахи обладают большей устойчивостью к радиации по сравнению с большинством млекопитающих, что делало их более подходящими для исследований в условиях космического пространства, где уровень радиации значительно выше, чем на Земле.
- Метаболизм и выносливость: Черепахи имеют низкий метаболизм и могут выдерживать длительные периоды без еды и воды. Это особенно важно для длительных космических миссий, когда доступ к пище и воде ограничен.
В обычных условиях степные черепахи могут обходиться без пищи от нескольких недель до нескольких месяцев. Это связано с их способностью медленно метаболизировать накопленные жиры и запасы энергии.
В условиях низкой активности и низкой температуры (например, во время зимовки) черепахи могут обходиться без пищи несколько месяцев.
Без воды черепахи могут обходиться от нескольких недель до месяца. Они могут запасать воду в тканях своего тела и использовать её в периоды дефицита.
Напомним, что миссии длились всего шесть дней. Но за это время:
Они потеряли 10% своего веса. Их мышцы атрофировались, а органы пришли в негодность.
Размер и простота содержания
- Размер: Черепахи относительно крупные и их физиологические процессы легче контролировать и отслеживать в условиях космического аппарата.
- Содержание: Черепахи меньше подвержены стрессу при содержании в ограниченном пространстве, что делает их более подходящими для экспериментов в условиях космоса.
Исследования с черепахами были направлены на изучение влияния космического пространства на живые организмы, включая эффект радиации и условия микрогравитации.
Таким образом, выбор степных черепах для космических экспериментов в Советском Союзе был обоснован их физиологическими особенностями, возможностью выдерживать экстремальные условия, а также практическими соображениями по содержанию и исследовательским целям.